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2021/05/10
最美麗的邂逅！3D列印機把數學藝術都列印出來了！〈上〉
數學的美學，你知道多少呢？除了複雜的幾何形狀和不規則圖案，數學的藝術模型還有什麼好玩的？根據等式、概念等等方法，又可以讓3D列印變出什麼花樣？
數字的創造力
數學藝術是一種有趣而令人費解的設計類別，並且可以用來進行3D列印。數學藝術模型在本質上是數學公式、概念或理論的可視化版本，這種類型的設計通常在設計中包含著複雜的幾何圖形和不規則圖案。分形是數學藝術中常見的形式，它是通過不斷重複一個方程而產生的圖案，還有許多其他的類型，諸如黃金比例、不同形狀和結構的數學藝術。大多數的數學藝術模型是使用獨特的電腦輔助設計(CAD)軟體設計的，並通過編程來創建形狀，設計人員可以輕鬆地令一個方程式無限次出現，以此生成一個設計。
本文將列出一些3D可列印的數學模型，但在開始之前，我們先來看看列印這些複雜模型時，需要什麼技巧？如果你看到自己喜歡的模型，但沒辦法製作它的話，請嘗試Craftcloud，只需點擊幾下，即可使用 一系列的材料和飾面，列印出你最出色的數學藝術模型！
這種克萊因瓶是當夯的數學藝術設計。(來源：sculpteo via Twitter)
一般列印技巧
數學藝術可以是非常精細和精確的，因此在大多數的情況下，你應該要使用比較小的圖層高度和較慢的列印速度，這樣將有助於保持模型的結構和細節。你可以把列印數學藝術模型當作微縮模型，因為兩者同樣都是在很小的空間裡包含了很多細節。
嘗試像列印微型模型一樣來列印這些數學模型。(來源：Dizingof Designs)
謝爾賓斯基(Sierpiński)金字塔
除了作為一個整潔的桌面玩具，這件作品更是一個偉大的數學設計，因為它將Sierpiński三角形變成了金字塔！這些三角形是等邊三角形的分形圖案，三角形的尺寸會愈來愈小，而且是無限的自相似性(較小的三角形是由其他較小的三角形組成)。根據設計師的說法，這個模型形成了Sierpiński八面體的一半，但是謝爾賓斯基並非這個模型中的唯一，因為在列印模型時，Vicsek的分形也會在內部各層中出現。
該模型的創作者言明，你不該對這個模型使用支撐、橋接或回縮，因此建議在切割機上以螺旋(花瓶)模式和0%的填充率來進行列印。
你可以使用花瓶或螺旋模式來列印此模型。(來源：spitfire303 via Thingiverse)
扭曲的圓環
扭曲的圓環周圍都是六邊形圖案，在使用六邊形網格來覆蓋正常的圓環後，製作者通過捏住和旋轉模型來扭曲它，從而產生了你所看到的結構和形狀，令人非常驚艷。所有的3D設計都是在OpenSCAD中完成後，使用Python來進行變形，如果你想改變設計，設計人員在標準STL檔案的基礎上，還發佈了SCAD檔案。
這個模型的創作者沒有列印機可以自製模型，但另一個創作者發佈了一個出色的列印品，並列出他們使用了0.05毫米的層高和0%的填充率，該創作者還列舉了他們使用的支撐物，但沒有為這個列印品製作筏子。
這種結構是在OpenSCAD中製作的。(來源：Thingiverse via buster2006)
Dugaci雕塑
設計師使用多種編程語言(Grasshopper，Python和C#)以及設計軟體(Rhinoceros)，創建了這種所謂的Dugaci雕塑。而這個雕塑看來似乎是一個結，以交錯的線繩來束縛著它本身。一位創作者指出他們成功使用樹狀支撐來列印這個模型，他們還使用了一個筏子，並將圖層高度設置為0.1毫米，這位設計師還使用了PLA，並表示列印需時17小時。
這個令人印象深刻的雕塑花了17個小時來列印。(來源︰Maintrade via Thingiverse)
未完待續，請點擊︰美麗的邂逅！3D列印機把數學藝術都列印出來了！〈下〉
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